研究詳細

RESEARCH

Research and Industry-Academia Collaboration

研究・産学連携

粒子シミュレーションの応用～コップの中から宇宙まで～

概要

粒子シミュレーションでは、様々な流体を粒子（ボール）の集まりとして考えます。たくさんのボールがバネでつながっているところを想像してみてください。このボールの集団を引っ張ると、バネの力で元に戻ろう（復元しよう）とします。この「バネの法則」を変化させることで、様々な流体をシミュレートする（模擬する, まねる）ことができます。この手法により、水や油などの身近な液体から、宇宙に存在する高温プラズマまで様々な物質をシミュレーションすることができます。

実例１：流れのシミュレーション
|TAB|「法則」を変えることで、水のような流体を粒子の集まりとしてシミュレーションできます。これにより、海や川の様子や、ダムの設計等への応用が可能です。
実例２：宇宙の構造
|TAB|広い宇宙に存在する物質の多くは非常に高温なため、原子から電子がはがれて、プラズマになっています。プラズマも粒子の集まりとしてシミュレーションできます。その動きや様子をシミュレーションすることで、宇宙の進化を調べることができます。プラズマが互いに引き合い太陽などの恒星が誕生し、その周りには、温度の低下によりプラズマが気体、液体、固体と変化し、それらから地球や月が生まれました。このように、粒子シミュレーションは、宇宙の謎を解明するためにも使われています。